isolasi dan seleksi mikroorganisme

ISOLASI DAN SELEKSI MIKROORGANISME

      

I.        Tujuan percobaan

Setelah melakukan percobaaan ini mahasiswa di harapkan dapat mempelajari proses isolasi dan seleksi mikroorganisme.

II.      Alat dan bahan yang digunakan

Alat yang digunakan:

·         Cawan perti

·         Pipet ukur

·         Kaca arloji

·         Jarum inokulum / oose

·         Spatula

·         Pengaduk

·         Penangas

·         Pipet tetes

·         Erlenmeyer

·         Neraca analitik

·         Gelas kimia

·         Oven

·         Bola karet

·         Tabung reaksi

·         Crussible.

Bahan yang digunakan:

·         Aquadest

·         Agar-agar:

Agar-agar kaldu/nutrient untuk isolasi secara umum

Agar-agar selektif untuk isolasi jenis mikroorganisme

·         Sampel tanah

III.    Dasar teori

Screening adalah proses untuk mendapatkan mikroorganisme yang potensial untuk aplikasi industry. Screening meliputi tahapan isolasi dan seleksi. Isolasi adalah kegiatan pemisahan suatu kultur mikroorganisme sari campuran biakan beberapa jenis mokroorganisme yang terdapat di alam. Seleksi dilakukan dengan manipulasi kondisi lingkungan (pH, temperature, aerob, anaerob, dan sebagainya) dan komposisi media tumbuh sehingga di peroleh suatu jenis mokroorganisme yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan reaksi atau produk yang kita inginkan.

Seleksi suatui kultur harus menggabungkan antara produktifitas mikroorganisme dan factor ekonomi lainya. Secara umum pemilihan suatu mikroorganisme yang akan digunakan untuk proses produksi memenuhi criteria sebagai berikut:

1.     Kemampuan untuk beradaptasi untuk proses prodiksi fermentasi yang murah

2.    Temperature optimum pertumbuhan mikroorganisme di atas 40⁰C.

3.    Kemampuan untuk mengkonvensi subtract (produktifitas) tinggi

4.    Memiliki kestabilan genetic

5.    Kemampuan beradaptasi dengan reactor dan tipe proses yang di gunakan

6.    Kemudahan memisahkan produk (recovery) dan kultur.

Isolasi dapat digunakan untuk beberapa cara yaitu:

a.    Secara konvensional yaitu isolasi yang di lakukan dengan cara bertingkat..

1.     Tingkat pertama biasa di lakukan dengan cara manual yaitu dengan cara Sejauh mungkin mengencerkanya. Beberapa tingkat terakhir dipupuk pada media padat dengan harapan akan tumbuh koloni-koloni yang terpisah jauh hingga dapat di ambil satu koloni yang dianggap murni untuk sementara.

2.    Tingkat kedua adalah dengan media yang bersifat selektif bagi mokroba tertentu atau beberapa mikroba tertentu yang mungkin masih satu golongan.

3.    Tingkat ketiga dari koloni yang seolah-olah sudah murni mungkin masih perlu untuk di encerkan kembali atau diisolasi ulang agar tingkat kemudianya lebih memungkinkan.

b.    Secara modern yaitu isolasi dengan menggunakan alat yang canggih yaitu alat micromanipulator. Alat ini terdiri dari alat manipulator yang dapat di lihat melalui suatu mokroskop.

c.    Secara kultur khusus artinya media khusus yang bersifat memberi kemudahan bagi tumbuhnya galur mikroba tertentu yang diinginkan saja dan dapat mengalami tumbihnya mikroba yang tidak di kehendaki. Cara ini masih di mungkunkan tumbuhnya galur lain dengan sifat yang hamper sama, jadi kan lebih baik bila dilanjutkan dengan pengenceran sehingga hasilnya akan lebih meyakinkan terutama dalam hal kemurniannya. Cara ini sering dusebut pula dengan cara kultur pemerkaya dan istilah inggrisnya Enrichment culture.

Untuk keperluan industry, mikroba dalam prakteknya dapat diisolasi dari alam dan untuk memperoleh kultur yang murni, kultur tersebut biasanya di peroleh dari lingkungan khusus yang juga lain dari pada yang lain (kondisi lingkungan yang ekstrim). Walaupun mokroba ini sifatnya dpat hidup dimana saja, mokroba untuk kepentingan industry biasanya diisolasi dari tanah, danau, dan lumpursungai. Program isolasi yang sifat khususnya dan secara besar-besaran di laboratorium prosedur khusus dengan menggunakan media yang di beri tambahan nutrisi khusus dapat di rancang untuk melakukan isolasi terhadap mikroba tanah, air, ataupun air laut yang sifatnya khusus tersebut.

Tahap-tahap isolasi:

1.     Pengambilan sampel dari alam

2.    Pengencaran sampel dalam air steril

3.    Penyimpanan media agar pembiakan

4.    Pencampuran agar pada sampel cawan petri

5.    Inkubasi

6.    Pemeriksaan hasil inkubasi.

Identifikasi adalah suatu cara yang dilakukan untuk mengetahui jenis mikroorganisme yang tidak di ketahui yang telah diisolasi dan di deteksi dengan cara melihat persamaan struktur, cirri, dari mikroorganisme yang telah di amati sebalumnya.

Setelah dilakukan isolasi dan seleksi dan dilihat melalui alat seperti mikroskop. Kita dapat mengidentifikasi jenis mikroorganisme yang tiak diketahui tersebut.

Adapun data beberapa mikroorganisme adalah sebagi berikut:

a.  Bakteri

1.  Pengelompokan bakteri berdasarkan bentunkya

Pada umunya mempunya ukuran sel 0.5-1.0 mikrometer kali 2.0-5 mikrometer. Terdiri dari tiga bentuk dasar yaitu bentuk bulat, batang, dan spiral. Bakteri yang ada berukuran relative besar dengan diameter sekitar 5 mikrometer, berukuran sedang seperti bakteri penyebab typus dan disentri yang mempunyai ukuran 0.5-1 mikrometer kali 2-3 mikrometer, dan berukuran sangat kecil seperti mikroplasma yang mempunyai ukuran diameter 0.1-0.3 mikro meter.

a.    Bakteri berbentuk bulat

Dapat di bedakan atas beberapa grup berdasarkan pengelompokan selnya, yang merupakansalah satu sifat yang penting dalam identifikasi, yaitu:

Diplokokil : sel berpasangan (dua sel)

Streptokokil : rangkaian sel membentuk rantai panjang atau pendek

Tedtrat : empat sel membentuk persegi empat

Stapilokkil : kumpulan sel yang tidak beraturan seperti buah anggur

Sarcinae : kumpulan sel berbentuk kubus yang terdiri dari 8 sel putih.

b.    Bakteri berbentuk batang

Mungkin dapat dalam bentuk berpasangan atau membebtuk rantai. Pengelompokan ini pada beberapa kedalam bukan merupakan sifat morfologinya melaiankan dipengaruhi oleh tahap pertumbuhan atau kondisi kultur.

c.    Bakteri berbentuk spiral (tunggal, spirilium:jamak, spirilia)

2.  Pengelompokan bakteri berdasarkan sifat-sifatnya

Dibedakan menjadi:

·            Pseudomonas

·            Glucunobacter acetobacter

·            Halobacterium dan halococcus

·            Alcaligenes

b.  Kapang

a.    Kebutuhan air

Pada umumnya kebanyakan kapang membutuhkan air minimal untuk pertumbuhan lebih rendah dibandingkan khamir dan bakteri. Kadar air bahan pangan kurangdari 14 – 15 %, misalnya oada beras dan serealia dapat menghambat atau memperlambat pertumbuhan kebanyakan khamir.

b.    Suhu pertumbuhan

Kebanyakan kapang bersifat mesofilik, yaitu tumbuh baik poada suhu khamar. Suhu optimum pertumbuhan untuk kebanyakan kapang adalah sekitar 20 – 30 ⁰C tetapi beberapa dapat tumbuh pada suhu 35 – 37 ⁰C atau lebih tinggi, misalnya asperngillus. Beberapa kapang bersifat psikrotrofik, yaitu tumbuh baik pada suhu lemari es, dan beberapa dapat tumbuh lambat pada suhu dibawah suhu pembekuan. Misalnya suhu -5⁰C sampai -10⁰C

3.       Kebutuhan oksigen dan pH

Semua kapang bersifat aerobic, yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhan. Kebanyakan kapang dapat tumbuh pada kisaran pH yang lias, yaitu 2 – 8,5. Tetapi biasanya pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau pH rendah.

4.       Makanan

Pada umumnya kapang apat menggunakan berbagai komponen makanan dari yang sederhana sampai kompleks. Kebanyakan kapang mempunyai enzim hidrolitik misalnya amylase, pektinase, proteinase, dan lipase. Oleh karena itu dapat tumbuh pada makanan yang mengandung pati, pectin, protein, atau lipid.

c.   Khamir

a.          Spesifikasi khamir dan faktor-faktor lingkungannya

b.         Istilah khamir umumnya digunakan untuk bentuk-bentuk yang menyerupai jamur dari kelompok Ascomycetes yang tidak berfilamen tetapi uniseluler berbentuk ovoid atau spheroid. Khamir ada yang bermanfaat ada pula yang membahayakan bagi manusia. Fermentasi khamir banyak digunakan dalam pembuatan roti, bir, wine, vinegar dan sebagainya. Khamir yang tidak diinginkan adalah yang pada makanan dan menyebabkan kerusakan pada saurkraut, jus buah, sirup, molase, madu, jelly, daging dan sebagainya.

b.   Karakteristik Umum Khamir

Khamir dapat diklasifikasikan berdasar pada karakteristik morfologinya namun demikian sifat fisiologi juga dipentingkan bagi para ahli mikrobiologi pangan.

Karakteristik morfologi khamir dideterminasi menggunakan uji mikroskopis:

1. Bentuk dan Struktur

Bentuk khamir dapat sperikal sampai ovoid, kadang dapat membentuk miselium semu. Ukuran juga bervariasi. Struktur yang dapat diamati meliputi dinding sel, sitoplasma, vakuol air, globula lemak dan granula.

2. Reproduksi

Kebanyakan khamir melakukan reproduksi secara aseksual melalui pembentukan tunas secara multilateral ataupun polar. Reproduksi secara seksual menghasilkan askospora melalui konjugasi dua sel atau konjugasi dua askospora yang menghasilkan sel anakan kecil. Jumlah spora dalam askus bervariasi tergantung macam khamirnya.

3. Karakteristik Kultur

Khamir dapat membentuk lapisan film di atas permukaan medium cair. Produksi pigmen karotenoid menandakan adanya pertumbuhan genus Rhodotorula. Sulit membedakan antara khamir dengan bakteri pada medium agar, kecuali dengan mikroskop. Koloni khamir yang masih muda biasanya lembab dan sering berlendir dengan warna putih beberapa berwarna merah muda.

Khamir ada yang bersifat oksidatif, fermentatif ataupun keduanya. Khamir yang oksidatif dapat tumbuh dengan membentuk lapisan film pada permukaan medium cair sedang yang fermentatif biasanya tumbuh dalam cairan medium.

Fungi ada yang bersifat parasit dan saprofit. Parasit apabila dalam memenuhi kebutuhan makannya dengan mengambil dari benda hidup yang ditumpanginya, sedanghan saprofit apabila memperoleh makanan dari benda mati dan tidak merugikan benda itu sendiri. Fungi dapat mensintesis protein dengan mengambik sumber karbon dari karbohidrat, sumber nitrogen dari bahan organik atau anorganik dan mineral dari substratnya. Ada juga fungi yang dapat mensintesis vitamin-vitamin yang dibutuhkan dan perkembangbiakan sendiri sehingga harus mendapatkan dari substrat, misalkan thiamin dan biotin.

IV.      Langkah kerja

Periode 1

·         Mengambil sampel tanah kering di udara sampai kadar airnya kira-kira 10% dan berbentuk butor-butir.

·         Mensusoensikan sejumlah tanah (10 gram) dalam 100 ml air steril dan menghomogenkanya. Melakukan pengenceran dari 10^-1 sampai 10ⁿ.

·         Memasukan 1ml dari tiap-tiap suspense tanah masing-masing kedalam cawan petri steril.

·         Mendinginkan agar-agar yang telah di cairkan sampai suhu 45 – 50⁰C. Dan menuangkannya ka dalam cawan petri yang telah diisi suspense tanah.

·         Mencampurkan agar-agar dan suspense tanah dengan cara memutar atau menggoyangkan cawan petri.

·         Menyimpan pada suhu 24-25⁰C selama beberapa hari sehingga tumbuh koloni dari berbagai mikroorganisme. Suhu inkubasi dapat diperluas misalnya sampai 37⁰C atau 45⁰C, jika mengingingkinkan jenis mikroorganismr (mo) yang termofilik.

Periode 2

·         Memeriksa pertumbuhan mikroorganisme dalam cawan petri

·         Memilih koloni-koloni mikroorganisme yang dikehendaki (terutama yang menunjukan adanya daerah hambatan disekitarnya). Mengambil koloni tersebut dengan jarum oose dan mensuspensikanya kedalam 1 ml air steril.

·         Mendinginkan agar-agar yang telah di cairkan sampai suhu 45-45⁰C, dan menuangkanya kedalam cawan petri steril sehingga membeku dan dingin.

·         Pemuaian mikroorganisme yang telah dipilih dapat dilakukan dengan metoda penggesekan masing-masing suspense mikroorganisme pada permukaan agar-agar dalam cawan petri dengan menggunakan jarum oose. Menyinggungkan bagian lengkung dari jarum lengkung yang telah telah dibakar pada permukaaan suspense mikroorganisme dalam tabung reaksi. Menggesekan bagian lengkung jarum oose pada permukaan agar-agar dalam cawan petri mulai dari pinggir sampai ketengah. Memutar cawan petri dan menggesekan kembali pada permukaan agar-agar yang belum kena gesekan. Membalik cawan petri yang telah di gesek kemudian membungkusnya.

·         Menginkubasikan semua cawan petri pada suhu 28-30⁰C selama beberapa hari sampai terlihat pertumbuhan koloni.

Periode 3

·       Memriksa pertumbuhan koloni pada cawan petri. Biasanya hasil pertumbuhan ini belum murni, karena baru sekali dilakukan sehingga pemurnian harus diulang lagi.

·       Membuat suspense dari koloni yang terpisah

·       Menuangkan agar-agar yang telah dicairkan dan mendinginkanya kedalam cawan petri dan membiarkannya dingin dan membeku.

·       Menggesek suspense tadi pada permukaan agar-agar seperti periode 2 butir 4

·       Membalik cawan petri dan membungkusnya dan menginkubasikanya.

Periode 4

·         Memeriksa pertumbuhan koloni pada cawan petri, bila sudah murni, meyakinkanya dengan memeriksanya lewat mikroskop.

·         Membagi koloni bacteria, membuat preparat berwarna menurut gram dan memeriksanya dengan mikroskop. Apabila  yang terlihat hanya satu jenis warna dan sel-selnya hanya satu bentuk maka itu berarti sudah murni.

·         Selanjutnya menggesekan suspense pada agar-agar miring sebagai biakan murni kemudian di uji kemampuanya.

·         Kemurnian untuk golongan janur pada umumnya sudah dapat di lihat dari koloni-koloninya, tetapi dapat juga di9lakukan pemeriksaan mokroskopis dengan dibuat preparat khusus untuk jamur pada kaca objek.

·         Bila telah selesai pemeriksaan di bawah mikroskop atau tampak koloni-koloninya belum murni maka proses pemurnian harus diulang kembali.

                  

V.        Data pengamatan

1.     Isolasi

haa. hari ke dua

Pada hari kedua baru terlihat warna putih-putih kecil di sekeliling media yang sebelunya digoreskan sampel tanah dengan pengenceran. Ternyata pertumbuhan mikroorganisme cepat juga, kemungkinan karena media nutrient yang terdapat dalam media sesuai dengan salah satu jenis mikroorganisme yang terdapat didalamnya.

c.    Hari ke empat      

Pada hari keempat menunjukan berbagai jenis mikroorganisme yang terdapat didalam media, ada yang berwana hitam, putih, kuning, dan agak kecoklatan yang terbentuk dalam koloni-koloni tertentu sesuai dengan kelompoknya. Koloni-koloni tresebut menunjukan bahwa setiap mikroorganisme dapat tumbuh dengan baik sesuai dengan komponen yang terkandung dalam media tersebut.

d.    Hari ke lima

      

pada hari kelima menunjukan pertumbuhan mikroorganisme yang lebih jelas lagi karena mikroorganisme tersebut ada yan berwara sangat hitam, kemungkinan jenis mikroorganisme tersebut merupakan mokroba yang ganas yang di dapat dari sampel tanah yang tidak sesuai dengan sampel yang seharusnya di gunakan. Sampel tanah yang harus digunakan sebenarnya adalah sampel tanah yang berasal dari bawah batang pohon singkong, namun dalam percobaan ini menggunakan sampel tanah yang berasal dari bawah batang pohon mangga.

2.    Seleksi

       

Pada seleksi ini diharapkan agar didapatkan mikroorganisme yang diinginkan. Pada tahap ini dapat dilihat bahwa hanya terdapat satu koloni mokroorganisme yaitu berwarna putih dengan berbagai macam bentuk.

Semua ini diperoleh dari pengenceran agar-agar dengan tingkat pengenceran paling tinggi yaitu 10⁸.

3.    Identifikasi

Pada tahap ini telah diperoleh satu jenis mikroba yaitu bakteri berbentuk spiral (spirilia) yang berwarna hitam dengan tubuh panjang, ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Namun pada ahap ini harus dilakukan kembali pengenceran untuk memperoleh jenis mikroba yang benar-benar murni.

VIII. Daftar pustaka 

·         M.Amin,Jaksen dkk. Petunjuk praktikum Rekayasa Bioproses. Isolasi,seleksi, dan identifikasi mikroorganisme. Jurusan Teknik Kimia. POLSRI. Palembang. 

·         M.Amin,Jaksen dkk. Buku Ajar/kuliah Rekayasa Bioproses. Isolasi,seleksi, dan identifikasi mikroorganisme. Jurusan Teknik Kimia. POLSRI. Palembang.

·         Mangunwidjaja, djumali. 1994. Teknologi Bioproses. Penebar Swadaya. Jakarta.

·         http://www.scribd.com/doc/34139436/VII-Mikroba-Industri-Isolasi-Seleksi

·         http://ekmon-saurus.blogspot.com/2008/11/bab-4-isolasi-mikroorganisme.